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本研究課題においては、電極からシトクロームP-450camへの電子授受を手段として酵素活性調節の要因を明らかとし、効率的な電極によるシトクロームP-450cam活性発現の方法を開発し、次いで、開発した電極・シトクロームP-450camシステムによる種々の不斉有機化合物の合成法の開発を目指すものである。
上記目的のため、1.シトクロームP450cam、プチダレドキシン固定化酵素電極の作成とその電気化学的性質の検討、2.プチダレドキシン-シトクロームP-450camハイブリッドタンパク質の作成と単離、3.プチダレドキシン-シトクロームP-450camハイブリッドタンパク質固定化電極の作成とその電気化学的性質、4.電極からの電子授受によるシトクロームP-450camのモノオキシゲナーゼ活性発現につてい検討した。その結果、適当な長さのリンカーを用いることにより電極上に固定化したプチダレドキシンまたはシトクロームP-450camと電子授受が行われることが確認できた。しかしながら、シトクロームP-450camのみでは活性発現は弱く、酵素の急速な変性がみられた。また、シトクロームP-450camの有無により固定化プチダレドキシンの酸化還元電位がシフトした。これらのことから、活性発現に必要な第二電子の授受がシトクロームP-450camのみでは困難であり、プチダレドキシンのP-450camに対する活性モジュレーターとしての役割の重要性が明らかとなった。プチダレドキシン-シトクロームP-450camハイブリッドタンパク質を作成し、その酵素固定化電極を作成し酵素活性発現について検討した結果、ハイブリッドタンパク質を用いることにより、酵素を変性させる自動酸化によるH2O2の生成を抑制し、より効果的に、電気化学的方法によりシトクロームP-450camのモノオキシゲナーゼ活性を発現できることが明らかとなった。
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